CC BY
7Безопасность внецентренно-сжатых железобетонных элементов из бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя
Аль-Хаваф Али Фадиль Касим
аспирант, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, alifadhel087@gmail.com
Представлен из литературы обзор теоретических и экспериментальных исследований использования бетона, изготовленного с добавлением крупного заполнителя из бетонного щебня для строительства несущих железобетонных элементов. Теоретическое исследование, с целю оценить влияние количества крупного заполнителя из бетонного щебня и также его качества на структурной безопасности несущих бетонных элементов, изготовленных из этого типа бетона. Применялась методика калибровки для частичного коэффициента безопасности, которая может использоваться с этими бетонами. Результаты из литературы позволяют выделить, что использование крупного заполнителя из бетонного щебня в конструкционных бетонных элементах может быть достигнутом даже при 100% замене натуральных крупных заполнителей, но это требует более строгих процедур проектирования для обеспечения такой же структурной безопасности, как обычный бетон.
Ключевые слова: безопасность, железобетон, крупнный заполнитель, щебень, колонна, внецентренное сжатие, прочность
Введение
В последние несколько лет много усилий были посвящены научным сообществом с целью улучшения устойчивости инженерных сооружений. В этих рамках тема вторичной переработки материалов все больше привлекает внимание. Хорошо известно, что можно использовать заполнителя, полученные из бетонного боя, в частичной или полной замене природных заполнителей для получения нового бетона. Этот материал был использован для засыпки и на дорожных основаниях в течение многих лет. В ряде стран использование рециркулированных заполнителей также допускается для производства конструкционного бетона. В то же время имеется значительный объем разрушенных в результате военных действий железобетонных конструкций. После небольшой доработки (извлечение арматуры, дробление и фракционирование) бетонный бой в существенных объемах, с большими преимуществами с точки зрения экологических проблем и эксплуатации природных ресурсов. Поэтому исследование прочности внецентренно сжатых железобетонных элементов из бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя является актуальной темой для строительной индустрии такой страны как Ирак.
Несколько библиографических ссылок посвящены этой теме, из первых работ, опубликованных в конце 70-х и начале 80-х годов [1,2] к более поздним исследованиям, проведенным в последние годы [3-9]. Исходя из его положений, довольно ограниченное число международных технических стандартов [10-16] позволяют использовать крупные заполнителя из бетонного боя для конструкционного бетона. Тем не менее, эти стандарты предоставляют очень разные показания, позволяя в некоторых случаях полную замену натуральных заполнителей на бетон с прочностью при сжатии до 60 Н/мм2, а в других случаях использование крупных заполнителей из бетонного боя только для конкретных применений и для прочности ниже 20 Н/мм2. Более того, очень мало указаний о методах, кото-
О В I» £
55 П П Н
о ы
а
а
«
а б
рые можно использоваться для проектирования железобетонных элементов, изготовленных из этого типа бетона, поскольку все коды неявно предполагают, что такой же уровень безопасности может быть достигнут с использованием как природного заполнителя, так и заполнителя из бетонного боя.
С точки зрения структурной безопасности противоречивые результаты можно найти в литературе. Первые исследования показали, что коэффициент вариации (СоУ) прочности при сжатии бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя не сильно отличается от установленного поведения бетона из натурального заполнителя [1,2] в то же время как использование различных качеств крупных заполнителей из бетонного боя приводит к небольшому увеличению коэффициента вариации прочности бетона СоУ [17]. Напротив, в недавних исследованиях было замечено, что коэффициент вариации СоУ прочности при сжатии бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя быть значительно выше, чем у обычного бетона. В работе [18] рассмотрены крупные заполнителя, полученныые путем дробления неизвестного бетона из области утилизации отходов. Состав заполнителей из бетонного боя, определяемый визуальным контролем, составлял 92% дробленого бетона, состоящего из 49% исходных заполнителей, все еще окруженных некоторым раствором и 43% исходных заполнителей. Коэффициент вариации прочности при сжатии СоУ, определенная на образцах бетона, варьировалась от 8,8% для обычного бетона до 16,7% для бетона с добавлением 100% крупного заполнителя из бетонного боя.
В работе [19] испытаны десять смесей бетона с целевой прочности при сжатии кубов в диапазоне от 20 до 50МПа получены с использованием природнных (натуральных) крупных заполнителей и крупных заполнителей из бетонного боя. СоУ для бетона из природного заполнителя снизился с 4,18% для бетона класса 20 МПа до 1,87% для бетона на 50 МПа, тогда как для бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя СоУ увеличился с силой от 2,61% до 3,17%. В работе [20] анализировали статистические свойства прочности при сжатии бетонов из природнных (натуральных) крупных заполнителей и бетонов с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя, рассчитанных на такую же характеристическую прочность. Они обнаружили, что СоУ прочности при сжатии варьировался от 8,27% для нормальных бетонов до 9,70% для бетона с добавлением 50% крупного заполнителя из бетонного боя. Очевидно, что механическое поведение бетона, изготовленного из крупного заполнителя из бетон-
ного боя, зависит от качества и количества переработанных заполнителей, используемых в смеси. Как следствие, процедура структурного проектирования элементов из бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя должна быть соответствующим образом изменена.
Основная цель данного исследования заключается в том, показать что количество и качество крупного заполнителя из бетонного боя имеют удельный эффект на прочность при сжа -тии, разъяснение влияния этих переменных факторов на структурную безопасность элементов из бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя. Анализ результатов из литературы по экспериментальным исследованиям позволил определить статистические свойства механического сопротивления, в частности значение среднего сопротивления, стандартное отклонение и СоУ, для бетона, изготовленного с различными типами и процентами заполнителя из бетонного боя. Сравнение этих результатов с результатами аналогичных испытаний, проведенных на бетоно из натурального заполнителя, подтверждает, что, как правило, механическая стойкость бетона, изготовленного из крупных заполнителей из бетонного боя, проявляет более высокое рассеяние.
Влияние крупных заполнителей на прочность при сжатии бетона вряд ли можно определить количественно, поскольку бетон хорошо известен как композиционный материал, на механические свойства которого влияют многие факторы, среди которых тип и содержание цемента, отношение водоцемента В/Ц, свойства заполнителя, тип и количество добавок, и т.д. В прошлом эта тема была исследована несколькими авторами. В исследовании [4] проанализировано влияние типа естественных крупных заполнителей на механические свойства высокоэффективного бетона. Они отметили, что при низких значениях отношения В/Ц (условие, необходимое для получения высокопроизводительного бетона) линейная зависимость между прочностью на сжатие бетона Яс и прочность на сжатие крупного заполнителя Ra могут быть установлены:
Rc = С + а. Ra (1)
где С и а - подходящие констан-ты.Аналогичные результаты были получены в работе [3] которые использовали крупные заполнителя, поступающие от переработки щебня. В этом случае уравнение (1) становится:
Rc= С +а. Rm
(2)
где С и а константы и Rm прочность при сжатии крупного заполнителя из бетонного щебня.
Зависимость между пределом прочности при сжатии бетона и количество такого вида крупного заполнителя, используемого при проектиро-
вании смеси была изучена в исследовании [6]. Следующие линейные соотношения между пределом прочности при сжатии и содержания крупного заполнителя из бетонного боя были созданы авторами:
Кс = -0.0565х + 18.6 МПа (3)
Кс = -0.0577Х + 21.375 МПа (4)
соответственно для бетонов классов В16 и В20, где Кс представляет собой прочность при сжатии бетона и X представляет собой содержание крупного заполнителя из бетонного боя. Предполагая, что для прочности крупных заполнителей характеристики переменной величины, прочность бетона при сжатии можно считать переменной величиной, которой зависит, когда все остальные параметры поддерживаются постоянными, только от качества и количества крупных заполнителей. Предполагая, что крупные заполнителя состоят из смеси двух разных материалов а1 и а2, и что их прочность при сжатии можно оценить как взвешенную комбинацию прочности при сжатии этих двух компонентов, прочность на сжатие бетона Кс можно записать в виде:
= С + а . = С + а . [(1 - X) . Яа1 + X . Ка2 ]
(5)
с обычным значением символов ( переменные были написаны жирным шрифтом ) и Х являются массовой содержания заполнителя а2. Однако, эта линейная зависимость не учитывает, что присутствие очень слабых элементов может ухудшить прочность бетона более чем пропорционально. Введение в уравнении (5)
некоторых корректирующих терминов, Р&1 и
, должно быть определено экспериментально:
Яс = С + а . Яа = С + а . [(1 -). 'Ра.1 . + х
. . ] (6)
Учитывая случайную величину 7. = 1(ХЬ Х2, . . . , Хп) что является функцией других независимых случайных величин Х1, Х2, . . . , Хп среднее значение ЕИ выражается как: Е[г] = г(Е[Х1], Е[Х2], ...., Е[Хп]) (7) в то время как дисперсии УагИ может быть аппроксимировано, пренебрегая производные высших порядков, по усеченной серии:
/згу /ец'
УагИ = М^/т . Уаг[Х!] + .
Уаг[Х2] +.....(8)
где Уаг[Х1], Уаг[Х2], . . . , - дисперсии случайных величин Х1, Х2, . . . , и индексы т указывают, что производные оцениваются в точке (Е[Х1], Е[Х2], . . ).
Рассматривая соотношение в уравнении (6) среднее и дисперсия Кс можно рассчитать следующим образом:
Е[ЯС] = С + а . [( 1 - Е[Х]) . Рл 1 . Е[^1 ] + Е[Х] Р«» . Е[Яяг ]] (9)
Уаг[Яс] = (а . . _ а . Р«» .
])2. Уаг[Х] + (а . - а . Е[Х]. )2. Уаг[Х]
+ (а . Е[Х] . Р«я)2 . ]. (10)
Некоторые комментарии должны быть сделаны относительно случайной величины Х. Во время смешивания бетона количество заполнителя из бетонного щебня типа а1 или а2 хорошо определено и может рассматриваться как детерминированная величина. Тем не менее, во время заливки бетона в пресс-формы невозможно гарантировать, что все бетонные образцы содержат одинаковое количество заполнителя из бетонного боя. Следовательно, количество определенного типа крупного заполнителя можно считать случайной величиной. Его среднее значение принималось равным количеству заполнителя из бетонного щебня типа а1 или а2, которое было добавлено к исходной бетонной партии, в то время как значение его рассеяния, который может быть предназначен как мера качества процесса смешивания, не могут быть измерены напрямую, но могут быть оценены путем анализа результатов, полученных в результате испытания при сжатии бетона как показано на рисунке 1 [21].
I во
х
в
I ТО 01
¡60
I |90
I
£■40
I
« 30
V
Л 20
£ ? 10
О 31 :к>*т1г»« эс-м -ожкт| "1] 9 нуе О и» ггАкадгкжттстто« >№тт1г« Этт МЯРЧ- Р]
__ о — .
(=9 _
0,09
о.ов
5
0.07 =
з
0.06 : о.
Е
0.06 ь
I
и
0.04
5
0,03 #
■6-
0.02 О
0.01
0.00
0.0 0,1 0,2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.6 иассоыя доли крупного мполнитепя ит бетонного боя типа 11А2
0.9 1.0
Рис.1. Определение статистических свойств прочности заполнителя из бетонного боя путем подгонки теоретической прочности бетона к соответствующим экспериментальным данным. (Экспериментальны данные из работы [21] для бетона типа кЛ03).
С целю исследовать роль, которую играют качество и количество заполнителя из бетонного боя в безопасности конструкционных бетонных элементов, было проверено 198 образцов бетона в работе [21]. В этом проекте использовались три разных типов крупных заполнителей из бетонного боя:
О Ю I» £
в
т
о ы
а
1. РА1 щебени, поступающие из шлифовальных заброшенных железнодорожных шпал;
2. РА2 щебени, поступающие с завода по переработке бетона;
3. РАЗ щебени, поступающие из шлифовальных отвалов сборной промышленности.
В экспериментальной кампании были подготовлены и испытаны четыре бетонные смеси, содержащие различные типы и количества заполнителя из бетонного боя:
1. РАС1 Бетон с добавлением крупного заполнителя из бетонного щебня, содержащий природные и РА1 заполнителей;
2. РАС2 Бетон с добавлением крупного заполнителя из бетонного щебня, содержащий природные и РА2 заполнителей;
3. РАСЗ Бетон с добавлением крупного заполнителя из бетонного щебня, содержащий природные и РА1 и РА2 заполнителей;
4. РАС4 Бетон с добавлением крупного заполнителя из бетонного щебня, содержащий природные и РА3 заполнителей.
Результаты испытаний прочность при сжатии каждой бетонной смеси в исследовании [21] показаны на нормальной вероятностной бумаге на рисунке 2. Анализ результатов позволил определить статистические свойства прочности при сжатии бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя. В частности, средние значения, стандартные отклонения и коэффициенты вариации были оценены для 4 различных типов бетона. Эти 3 свойства показаны на рисунке 3.
3
а б
Рис.2. Результаты испытаний при сжатии для 4 типов бетона: (а) RAC1, (б) RAC2, (в) RAC3, (г) RAC4 [21].
Рис.3. Результаты испытаний прочности при сжатии для 4 типов бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя: (а) средняя прочность при сжатии, (б) стандартное отклонение прочности при сжатии, (в) коэффициенты вариации CoV прочности при сжатии [21].
Для бетона типа РАС1 замена обычного крупного заполнителя на заполнителя из бетонного боя постепенно повышала прочность при сжатии бетона, увеличивая среднее значение и уменьшая коэффициенты вариации СоУ на 64%. Этот результат можно объясниться высо-коом качеством заполнителя РА1. В случае бетона типа РАС2 замена природного крупного заполнителя на заполнителя из бетонного боя РА2 приводила к уменьшению средней прочности при сжатии и увеличению на 50% в коэффициенты вариации СоУ. Испытания на бетонных образцах РАС3 подтвердили результаты, полученные для бетонов РАС1 и РАС2, где крупные заполнителя были полностью заменены только одним типом заполнителя из бетонного боя. Увеличение механических свойств образцов РАС3 наблюдали, как заполнитель типа РА2 был постепенно заменен на заполнитель РА1. Различные комментарии могут быть сделаны по результатам испытаний РАС4. Испытания на сжатие показали снижение средней прочности бетона при увеличении содержания заполнителя из бетонного боя. По аналогии, коэффициенты вариации СоУ увеличился для бетона со 100% заполнителем из бетонного боя. Такие результаты хорошо согласуются с данными исследования [20] где авторы проанализировали статистические свойства прочности при сжатии бетона из обычного заполнителя и с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя, рассчитанные на такую же характеристическую прочность.
Результаты и соображение в предыдущем могут быть использованы при проектировании внецентренно нагруженных железобетонных элементов изготовлены из бетона и с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя. Коэффициент безопасности Yc для применения к прочности элементов изготовлены из бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя должны быть оценвать для того, чтобы обеспечить тот же уровень безопасности элементов, изготовленых из бетона с природным заполнителем той же характерной прочности /ск. Этот подход соответствует типичной проблеме калибровки коэффициента безопасности, который соответствующим образом увеличивается, чтобы нейтрализовать отрицательный эффект более высокого рассеяния сопротивления, наблюдаемого для бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя.
Анализы могут быть выполнены с эталонном на прямоугольное сечение (Рисунок 4) с размерами Ь х н = 300 х500 мм, армированного 4+4ф20 арматура (А5' = А5 = 1257 мм2). Бетонная крышка ^ равна 40 мм. Класс бетона, используемый в анализах, В25 (/ск = 25МПа) в то время как арматура имеет предель текучести /ук равна 450 МПа. В соответствии с БЫ 1992-1-1 [21], частичные коэффициенты безопасности Yc = 1, 5 и Ys = 1, 15 используются в предварительном расчете сечений жлелезобетонных элементов изготовлены из природного (обычного) заполнителя. Анализы безопазности могут быть выполнены с учетом 3 случайных величин': прочность при сжатии бетона /с , предполагается, что оно следует за логнормальным распределением, сопротивление растяжению стали /у, также предполагалось следовать логнормаль-ному распределению, и внешняя нагрузка, выраженная через осевую нагрузку с фиксированным эксцентриситетом. Для внешней нагрузки нормальное распределение с ОоУ можно предположить, как сообщает [24] в случае устойчивых живых нагрузок для среднего значения зоны влияния. Несущая способность может быть оценена в рамках способа для 3-х различных условий нагрузки:
1. Нулевой эксцентриситет: есс = 0;
2. Минимальный эксцентриситет в соответствии с БЫ 1992-1-1: есс = тах(20 мм, Н/30);
3. Средний эксцентриситет; есс = Н/4.
Обращаясь к рисунку 5, уравнения предельного состояния, используемые для анализа без-опсности с учетом рассмотренных случаев нагрузки:
f cb.
/с. b . Н + /у(Лз + As) (11)
/с . b . Efeup) . y - tonf) . (y - H)] + /y + [£inf + (0,0020 - £jnf) . ] . EAs = N (12)
л;
jiiVpa} i(fSuP:::).y]-
ä:
0,81 . /с . b . у + /у . - min [ ey ; 0,0035
jd-y)
У ] . EAS = N(13)
H , H
0,81 . /c . b . у . (2 - 0,416y) + /у . Aß . (2 -
H
d) + min [ Ey; 0,0035 У ] . EAS. (2 - d) = N
. ecc
где, рядом с уже упомянутыми символами, ^ (е) и е (е) являются подходящими коэффициентами, определяющими значение и положение конкретной сжимающей силы. Соответствующие показатели безопзности ß, вообще, необычно выше, чем те, которые предполагались по EN 1990 [25].
Е-'Ш £-0.
гтт
' Ш.
Шш
sc = С есс
Рис.4. Поперечное сечение элементов железобетонных элементов и деформаций, для разных значений эксцентриситета осевой нагрузки (есс).
На основе объясненных результатов, частичные коэффициенты безопасности могут быть рассчитаны для получения железобетонных элементов из бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя, которые имеют ту же вероятность разрушения соответствующих сечений, сделанные с естественным природным бетоном с тем же характерным сопротивлением /ск. Может быть установлена методология, основанная на анализе безопсности для настройки частичного коэффициента безопасности для прочности при сжатии бетона. Индекс в вычисляется по классической методике, предложенной в работе [26], что позволяет нам принимать во внимание не-нормальных распределений случайных величин, участвующих в задаче. Решения могут быть получены с использованием хорошо известных алгоритмов оптимизации [27].
О R
I»
£
55 т П
о ы
а
а
«
а б
Предложенная методология, представленная в графической форме в блок-схеме на рисунке 5, организована в следующие этапы:
(1) железобетонные сечения присваивается для определения геометрии, количество сталной арматурной и конститутивные материалов с точки зрения бетонного характеристика сопротивления /ск и характеристика текучести арматуры /ук;
(2) при заданном значении эксцентриситета нагрузки, максимальное значение расчетной осевой нагрузки N и соответствующий момент Мй которые могут быть выдержаны сечении, определяются;
(3) значение индекса безопасности Ячс определяется для анализируемого сечения, моделирующего приложенные нагрузки, сопротивления нормального бетона и свойства стали как случайных величин;
(4) значение Дне принимается как целевое
значение для последующих операций: Д = ^с ;
(5) значение коэффициента безопасности бетона произвольно увеличивается: Уе= Ус + лУс;
(6) используя подходящие алгоритмы, площади стальных арматур А5 и А5 обновляются с целью сохранения неизменной пропускной способности сечения (одинаковые значения N и Мй);
(7) бетон с добавлением крупного заполнителя из бетонного щебня с известным содержанием рециркулируемого заполнителя и с тем же характерным сопротивлением нормально-го(природного), но теперь рассматривается другой коэффициенты вариации ОоУ;
(8) ссылаясь на это сечение и учитывая статистические свойства бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного щебня, определяется
значение индекса безопасности
(9) проверить, если индекс безопасности сечения сделано с бетоном с добавлением крупного заполнителя из бетонного щебня равен заданным значение в . Если элемент управления положительно, то процедура заканчивается и У? это значение частичного коэффициента безопасности: Ус =Кг ;
(10) если элемент управление является отрицательным итеративной процедура, которая включает в себя повторение процедуры из пункта 5 следует.
В случае колонны с осевой нагрузкой коэффициент безопасности бетона Yc может достигать значений до 2.1 для исследуемых случаев. В частности, он увеличивается с увлечением содержания крупного заполнителя из бетонного боя и уменьшается с эксцентриситетом нагрузки. Очевидно, что это поведение зависит от роли сопротивления бетона по сравнению с сопротивлением арматурны при реализации пропускной способности сечения.
Эти данные свидетельствуют о принятии соответствующей корректировки к процедуре проектирования при использовании бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя для структурных применений, которая учитывает их специфические механические свойства. Более высокие коэффициенты безопасности для прочности при сжатии бетона или положения, аналогичные тем, которые предусмотрены АО1 318 [28] для сечений, контролируемых сжатием, могут быть приняты при использовании бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя для смягчения больших изменений прочности бетона.
Рис.5. Блок-схема для калибровки коэффициента безопасности бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя.
Выводы: В работе проиллюстрирован всесторонний обзор литературы, посвященный структурному проектированию внецентерено сжатых железобетонных элементов из бетона с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя, а также результаты обзора теоретических и экспериментальных исследований структурной безопасности бетона с добавлением такого вида щебня. Обзор литературы позволил нам подчеркнуть различные положения и указания относительно этих материалов, которые можно найти. Результаты работы по обзору литературы предложили принять соответствующую корректировку процедуры проектирования при работе с бетоном с добавлением крупного заполнителя из бетонного щебня для структурного использования, таких как надлежащая модификация частичного коэффициента безопасности бетона. Обзор литературы по экспериментальным исследованиям, состоящий в определении статистических свойств прочности при сжатии природных бетонов и с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя, показали, что бетоны с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя обычно показывают более высокое рассеяние в сопротивлении сжатию.
Теоретические анализы, проведенные в рамках теории структурной безопасности, позволили нам представить доказательства того, что более высокие рассеяния прочности при сжатии бетонов с добавлением крупного заполнителя из бетонного боя оказывают на конструкционную безопасность.
Литература
BCSJ. Building Contractors Society of Japan. Proposed standard for the "Use of recycled aggregate and recycled aggregate concrete''. Committee on disposal and reuse of construction waste. 1978.
Hansen TC, Narud H. Strength of recycled concrete made from crushed concrete coarse aggregate. Concr Int Des Constr 1983;5(1):79-83.
Schultz RR, Hendricks F. Recycling of masonry rubble. In: Hansen TC, editor. Recycling of demolished concrete and masonry. RILEM report, vol. 6. 1992.
WuK-R, et al. Effect of coarse aggregate type on mechanical properties of highperformance concrete. Cem Concr Res 2001;31:1421-5.
Ajdukiewicz A, Kliszczewicz A. Influence of recycled aggregates on mechanical properties of HS/HPC. Cem Concr Compos 2002;24:269-79.
Topgu IB, Sengel S. Properties of concretes produced with waste concrete aggregate. Cem Concr Res 2004;34:1307-12.
Dos Santos JR, Branco F, De Brito J. Mechanical properties of concrete with coarse recycled aggregates. Struct Eng Int 2004;3:213-5.
Oikonomou ND. Recycled concrete aggregates. Cem Concr Compos 2005;27: 315-8.
Xiao J, Sun Y, Falkner H. Seismic performance of frame structures with recycled aggregate concrete. Eng Struct 2006;28:1-8.
Building Research Establishment. Digest 433— recycled aggregates. WD2 7JR. Garston (Watford): BRE; 1998.
British Standards Institution. BS 6543—guide to the use of industrial byproducts and waste materials in building and civil engineering. London: BSI; 1985.
DIN. DIN 4226-100. Aggregates for concrete and mortar—part 100: recycled aggregates. Berlin; 2002.
DM 2008. Italian Ministry of Infrastructure. New technical standard for civil construction. 2008.
JIS. JIS TS A0006. Concrete using recycled aggregate. Tokyo; 2004.
JIS. JIS A5021. Recycled aggregate for concrete class H. Tokyo; 2005.
JIS. JIS A5023. Recycled concrete using recycled aggregate class L. Tokyo; 2006.
Hansen TC. Recycled aggregate and recycled aggregate concrete. Second stateof- the-art report developments 1945-1985. Mater Struct RILEM 1986;(111).
Etxeberria M, Vazquez E, MarT A, Barra M. Influence of amount of recycled coarse aggregates and production process on properties of recycled aggregate concrete. Cem Concr Res 2007;37:735-42.
Rahal K. Mechanical properties of concrete with recycled coarse aggregate. Build Environ 2007;42:407-15.
Xiao L, Li J, Zhang C. On statistical characteristics of the compressive strength of recycled aggregate concrete. Struct Concr 2005;6(4):149-53.
Breccolotti, M. and A. L. Materazzi. "Structural reliability of eccentrically-loaded sections in RC columns made of recycled aggregate concrete." Construction and Building Materials (2010) 47: 927934.
EN 1992-1-1. Eurocode 2: design of concrete structures—part 1-1: general rules and rules for buildings. December 2004.
Kahraman S. Evaluation of simple methods for assessing the uniaxial compressive strength of rock. Int J Rock Mech Min Sci 2001;38:981-94.
Ellingwood B, Galambos TV, MacGregor JG, Cornell CA. Development of a probability based load criterion for American National Standards A58. NBS Special Publication 577. Washington (DC): National Bureau of Standards; 1980.
EN 1990. Eurocode—basis of structural design. April 2002.
Rackwitz R, Fiessler B. Structural reliability under combined random load sequences. Comput Struct 1978;9:489-94.
О R U
£
R
n
о ы
а
Nowak AS, Collins KR. Reliability of structures. McGraw-Hill; 2000.
AC I Committee 318. ACI 318: building code requirements for structural concrete. American Concrete Institute. 2005.
Safety of eccentrically compressed concrete elements from concrete with course aggregate from concrete rubble
Al-Khawaf Ali Fadil Qasim
Belgorod State Technological University. V.G. Shukhov
Presented from the literature a review on the theoretical and experimental studies on the use of concrete made with the addition of coarse aggregate from the concrete rubble to construct bearing reinforced concrete elements. A theoretical study to assess the effect of the amount of coarse aggregate from concrete rubble and its on the structural safety of bearing concrete elements made from this type of concrete. Calibration technique for the partial safety coefficient has been applied that can be used with these concretes. The results from literature make it possible to allocate that the use of coarse aggregate from concrete rubble in structural concrete elements can be accomplished even with the 100% replacement of natural coarse aggregates, but it requires more stringent design procedures to ensure the same structural safety as ordinary concrete.
Keywords: safety, reinforced concrete, coarse aggregate, concrete rubble, column, eccentric compression, strength.
References
BCSJ. Building Contractors Society of Japan. Proposed standard for the "Use of recycled aggregate and recycled aggregate concrete''. Committee on disposal and reuse of construction waste. 1978.
Hansen TC, Narud H. Strength of recycled concrete made from crushed concrete coarse aggregate. Concr Int Des Constr 1983;5(1):79-83.
Schultz rR, Hendricks F. Recycling of masonry rubble. In: Hansen TC, editor. Recycling of demolished concrete and masonry. RILEM report, vol. 6. 1992.
WuK-R, et al. Effect of coarse aggregate type on mechanical properties of highperformance concrete. Cem Concr Res 2001;31:1421-5.
Ajdukiewicz A, Kliszczewicz A. Influence of recycled aggregates on mechanical properties of HS/HPC. Cem Concr Compos 2002;24:269-79.
Toppu IB, Sengel S. Properties of concretes produced with waste concrete aggregate. Cem Concr Res 2004;34:1307-12.
Dos Santos JR, Branco F, De Brito J. Mechanical properties of concrete with coarse recycled aggregates. Struct Eng Int 2004;3:213-5.
Oikonomou ND. Recycled concrete aggregates. Cem Concr Compos 2005;27: 315-8.
Xiao J, Sun Y, Falkner H. Seismic performance of frame structures with recycled aggregate concrete. Eng Struct 2006;28:1-8.
Building Research Establishment. Digest 433—recycled aggregates. WD2 7JR. Garston (Watford): BRE; 1998.
British Standards Institution. BS 6543—guide to the use of industrial byproducts and waste materials in building and civil engineering. London: BSI; 1985.
DIN. DIN 4226-100. Aggregates for concrete and mortar—part 100: recycled aggregates. Berlin; 2002.
DM 2008. Italian Ministry of Infrastructure. New technical standard for civil construction. 2008.
JIS. JIS TS A0006. Concrete using recycled aggregate. Tokyo; 2004.
JIS. JIS A5021. Recycled aggregate for concrete class H. Tokyo; 2005.
JIS. JIS A5023. Recycled concrete using recycled aggregate class L. Tokyo; 2006.
Hansen TC. Recycled aggregate and recycled aggregate concrete. Second stateof- the-art report developments 1945-1985. Mater Struct RILEM 1986;(111).
Etxeberria M, Vazquez E, Mart A, Barra M. Influence of amount of recycled coarse aggregates and production process on properties of recycled aggregate concrete. Cem Concr Res 2007;37:735-42.
Rahal K. Mechanical properties of concrete with recycled coarse aggregate. Build Environ 2007;42:407-15.
Xiao L, Li J, Zhang C. On statistical characteristics of the compressive strength of recycled aggregate concrete. Struct Concr 2005;6(4):149-53.
Breccolotti, M. and A. L. Materazzi. "Structural reliability of eccentrically-loaded sections in RC columns made of recycled aggregate concrete." Construction and Building Materials (2010) 47: 927-934.
EN 1992-1-1. Eurocode 2: design of concrete structures—part 1-1: general rules and rules for buildings. December 2004.
Kahraman S. Evaluation of simple methods for assessing the uniaxial compressive strength of rock. Int J Rock Mech Min Sci 2001;38:981-94.
Ellingwood B, Galambos TV, MacGregor JG, Cornell CA. Development of a probability based load criterion for American National Standards A58. NBS Special Publication 577. Washington (DC): National Bureau of Standards; 1980.
EN 1990. Eurocode—basis of structural design. April 2002.
Rackwitz R, Fiessler B. Structural reliability under combined random load sequences. Comput Struct 1978;9:489-94.
Nowak AS, Collins KR. Reliability of structures. McGraw-Hill; 2000.
ACI Committee 318. ACI 318: building code requirements for structural concrete. American Concrete Institute. 2005.
5
«
а
6
